CN103018265B - 半导体缺陷定位的方法 - Google Patents

Abstract

一种半导体缺陷定位的方法，包括：步骤S1：获得半导体缺陷的斑点图像；步骤S2：形成工作台视窗图像；步骤S3：获得边缘反差化斑点图像和边缘反差化工作台视窗图像；步骤S4：将所述边缘反差化斑点图像和所述边缘反差化工作台视窗图像进行匹配，找出缺陷位置和周边结构样貌；步骤S5：将前层结构过滤，并将周边结构样貌之信息导入扫描电子显微镜；步骤S6：将拍摄的半导体缺陷图像和导入的周边结构样貌进行匹配，定义扫描缺陷位置；步骤S7：重复步骤S1～S6，定义最终扫描缺陷位置。本发明无需人工手动调整偏差，可准确、快捷的定位，且避免人工检测中因缺乏经验、缺陷不易被察觉、偏差值过大等因素造成的真实缺陷未能被目检的后果，提高产品良率和稳定性，降低人力成本。

Description

半导体缺陷定位的方法

技术领域

本发明涉及半导体器件技术领域，尤其涉及一种半导体缺陷定位的方法。

背景技术

在半导体缺陷扫描后的扫描电子显微镜目检过程中，经常会出现半导体缺陷无法找到的现象。其原因主要来自，第一、前层缺陷，扫描电子显微镜无法将其可视化；第二、扫描机台程式不够优化，造成噪声过高；第三、扫描电子显微镜机台定位半导体缺陷的时候和扫描机台存在一定的偏差，造成真实的半导体缺陷无法被目检。

显然地，因前层缺陷和噪声过高因素导致的半导体缺陷无法被目检的缺陷可以通过光学显微镜目检和扫描程式优化以解决。而因为扫描电子显微镜机台定位定位半导体缺陷的时候与扫描机台存在一定偏差所导致的半导体缺陷无法被目检的缺陷，目前主要是依靠人工检测，手动调整半导体缺陷位置的偏差。

但是，本领域技术人员可以理解地，通过人工检测的手段，势必取决于人工的主观经验，并且要求所述半导体缺陷在一定偏差范围内可见，显然并非一种完美的手段。如何能客观的精确定位半导体缺陷已成为本行业亟待解决的问题。

故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种半导体缺陷定位的方法。

发明内容

本发明是针对现有技术中，传统的半导体缺陷定位依靠人工检测，操作性不强，重复性低等缺陷提供一种半导体缺陷定位的方法。

为了解决上述问题，本发明提供一种半导体缺陷定位的方法，所述方法包括：

执行步骤S1：由扫描机台获得半导体缺陷的斑点图像，所述半导体缺陷的斑点图像具有所述半导体之前层结构的图像信息；

执行步骤S2：将所述半导体缺陷的斑点图像导入所述工作台视窗系统，并由所述工作台视窗系统呈现出邻近结构性光罩的叠加图，以形成所述工作台视窗图像；

执行步骤S3：通过图像边缘反差化工艺对所述半导体缺陷的斑点图像和所述工作台视窗图像进行处理，以获得边缘反差化斑点图像和边缘反差化工作台视窗图像；

执行步骤S4：将所述边缘反差化斑点图像和所述边缘反差化工作台视窗图像进行匹配，找出缺陷位置和缺陷位置所在膜层的周边结构样貌；

执行步骤S5：通过所述工作台视窗系统将所述前层结构过滤，所述边缘反差化斑点图像仅保留半导体缺陷位置所在膜层的结构，并将所述缺陷位置所在膜层的周边结构样貌之信息导入扫描电子显微镜；

执行步骤S6：扫描电子显微镜将其拍摄的半导体缺陷图像和通过所述导入的周边结构样貌之信息进行匹配，获得匹配系数最高的条件点，并将所述条件点所对应的位置定义为扫描缺陷位置；

执行步骤S7：重复步骤S1～S6，进一步获得多个不同扫描缺陷位置，并定义最终扫描缺陷位置。

可选地，所述前层结构系通过半导体工艺先于所述半导体缺陷所在膜层制备。

可选地，所述结构性光罩为改变半导体结构的光罩中的其中之一。

可选地，所述结构性光罩为刻蚀层光罩。

可选地，所述匹配和匹配系数为将扫描电子显微镜拍摄的半导体缺陷图像和通过所述导入的周边结构样貌之信息进行形貌拟合，其拟合程度用匹配度表示，如拟合程度越高，则匹配系数越高；反之亦然。

可选地，所述图像边缘反差化工艺进一步包括，从所述色阶图获得所述色阶值图，所述色阶值图包括相邻的9个单元像素；根据各单元像素的色阶值进行比较，若所述中心像素与相邻各单元像素之间的色阶值大于50，则所述中心像素呈黑色显示；若所述中心像素与相邻各单元像素之间的色阶值小于50，则所述中心像素呈白色显示。

综上所述，本发明所述半导体缺陷定位的方法通过对斑点图像和工作台视窗图像进行匹配，协助所述扫描电子显微镜准确定位所述半导体缺陷，而无需人工手动调整偏差，便可准确、快捷的定位缺陷位置。另一方面，本发明所述半导体缺陷定位的方法避免人工检测中因经验缺乏、缺陷不易被察觉、偏差值过大等因素造成的真实缺陷未能被目检的后果，提高产品良率和稳定性，降低人力成本。

附图说明

图1所示为本发明半导体缺陷定位的方法的流程图；

图2所示为图像边缘反差化工艺的黑色显示原理图；

图3所示为图像边缘反差化工艺的白色显示原理图；

图4所示为所述扫描机台获得的半导体缺陷之斑点图像；

图5所示为所述半导体缺陷之斑点图像的边缘反差化斑点图像；

图6所示为所述工作台视窗系统获得的工作台视窗图像；

图7所示为所述工作台视窗图像之边缘反差化工作视窗图像；

图8所示为所述缺陷位置示意图；

图9所示为过滤前层结构后的周边结构样貌示意图；

图10所示为所述斑点图像经过工作台视窗系统处理后导入的周边结构样貌；

图11所示为扫面电子显微镜所拍摄的半导体缺陷图像。

具体实施方式

为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。

请参阅图1，图1所示为本发明半导体缺陷定位的方法的流程图。所述半导体缺陷定位的方法，包括以下步骤：

执行步骤S1：由扫描机台获得半导体缺陷的斑点图像，所述半导体缺陷的斑点图像具有所述半导体之前层结构的图像信息；所述前层结构系通过半导体工艺先于所述半导体缺陷所在膜层制备。所述半导体工艺包括但不限于薄膜沉积、刻蚀等常规半导体器件制备工艺。

执行步骤S2：将所述半导体缺陷的斑点图像导入所述工作台视窗系统，并由所述工作台视窗系统呈现出邻近结构性光罩的叠加图，以形成所述工作台视窗图像；其中，所述结构性光罩包括但不限于如刻蚀层光罩等改变半导体结构的光罩。

执行步骤S3：通过图像边缘反差化工艺对所述半导体缺陷的斑点图像和所述工作台视窗图像进行处理，以获得边缘反差化斑点图像和边缘反差化工作台视窗图像，使得所述半导体缺陷的斑点图像和所述工作台视窗图像所对应的半导体结构更加明显，抑制噪声；

执行步骤S4：将所述边缘反差化斑点图像和所述边缘反差化工作台视窗图像进行匹配，找出准确的缺陷位置和缺陷位置所在膜层的周边结构样貌；

执行步骤S5：通过所述工作台视窗系统将所述前层结构过滤，所述边缘反差化斑点图像仅保留半导体缺陷位置所在膜层的结构，并将所述缺陷位置所在膜层的周边结构样貌之信息导入扫描电子显微镜；

执行步骤S6：扫描电子显微镜将其拍摄的半导体缺陷图像和通过所述导入的周边结构样貌之信息进行匹配，获得匹配系数最高的条件点，并将所述条件点所对应的位置定义为扫描缺陷位置；对于本领域技术人员而言，所述匹配和匹配系数可理解为将扫描电子显微镜拍摄的半导体缺陷图像和通过所述导入的周边结构样貌之信息进行形貌拟合，其拟合程度用匹配度表示。如拟合程度越高，则匹配系数越高；反之亦然。

执行步骤S7：重复步骤S1～S6，进一步获得多个不同扫描缺陷位置，并进行数据分析以定义最终扫描缺陷位置。

作为本发明的具体实施方式，便于直观阐述本发明之技术方案，在所述具体实施方式中列举的具体数值和图像不应视为对本发明技术方案的限制。所述半导体缺陷定位的方法，包括以下步骤：

请继续参阅图1，并结合参阅图2～图11，图1所示为本发明半导体缺陷定位的方法的流程图。图2所示为图像边缘反差化工艺的黑色显示原理图。图3所示为图像边缘反差化工艺的白色显示原理图。图4所示为所述扫描机台获得的半导体缺陷之斑点图像。图5所示为所述半导体缺陷之斑点图像的边缘反差化斑点图像。图6所示为所述工作台视窗系统获得的工作台视窗图像。图7所示为所述工作台视窗图像之边缘反差化工作视窗图像。图8所示为所述缺陷位置示意图。图9所示为过滤前层结构后的周边结构样貌示意图。图10所示为所述斑点图像经过工作台视窗系统处理后导入的周边结构样貌。图11所示为扫面电子显微镜所拍摄的半导体缺陷图像。所述半导体缺陷定位的方法，包括以下步骤：

执行步骤S1：由扫描机台（未图示）获得半导体缺陷10的斑点图像11，所述半导体缺陷10的斑点图像11具有所述半导体之前层结构12的图像信息；所述前层结构12系通过半导体工艺先于所述半导体缺陷10所在膜层13制备。所述半导体工艺包括但不限于薄膜沉积、刻蚀等常规半导体器件制备工艺。

执行步骤S2：将所述半导体缺陷10的斑点图像11导入所述工作台视窗系统（未图示），并由所述工作台视窗系统呈现出邻近结构性光罩14的叠加图，以形成所述工作台视窗图像15；其中，所述结构性光罩14包括但不限于如刻蚀层光罩等改变半导体结构的光罩。

执行步骤S3：通过图像边缘反差化工艺对所述半导体缺陷10的斑点图像11和所述工作台视窗图像15进行处理，以获得边缘反差化斑点图像111和边缘反差化工作台视窗图像151，使得所述半导体缺陷10的斑点图像11和所述工作台视窗图像15所对应的半导体结构更加明显，抑制噪声；

其中，所述图像边缘反差化工艺的主要作用是加强半导体结构显示，抑制噪声。具体地，在本发明中，所述图像边缘反差化工艺的原理包括，第一、从所述第一色阶21获得所述第一色阶值22，所述第一色阶值22包括相邻的9个第一单元像素221；第二、根据各第一单元像素221的色阶值进行比较，若所述第一中心像素222与相邻各第一单元像素221之间的色阶值大于50，则所述第一中心像素222呈黑色23显示；相应地，首先，从所述第二色阶31获得所述第二色阶值32，所述第二色阶值32包括相邻的9个第二单元像素321；然后，根据各第二单元像素321的色阶值进行比较，若所述第二中心像素322与相邻各第二单元像素321之间的色阶值小于50，则所述第二中心像素322呈白色33显示。

执行步骤S4：将所述边缘反差化斑点图像111和所述边缘反差化工作台视窗图像151进行匹配，找出准确的缺陷位置16和缺陷位置16所在膜层13的周边结构样貌17；

执行步骤S5：通过所述工作台视窗系统将所述前层结构12过滤，所述边缘反差化斑点图像仅保留半导体缺陷位置16所在膜层13的结构，并将所述缺陷位置16所在膜层13的周边结构样貌17之信息导入扫描电子显微镜（未图示）；

执行步骤S6：扫描电子显微镜将其拍摄的半导体缺陷图像18和通过所述导入的周边结构样貌17之信息进行匹配，获得匹配系数最高的条件点，并将所述条件点所对应的位置定义为扫描缺陷位置；对于本领域技术人员而言，所述匹配和匹配系数可理解为将扫描电子显微镜拍摄的半导体缺陷图像18和通过所述导入的周边结构样貌17之信息进行形貌拟合，其拟合程度用匹配度表示。如拟合程度越高，则匹配系数越高；反之亦然。

执行步骤S7：重复步骤S1～S6，进一步获得多个不同扫描缺陷位置，并进行数据分析以定义最终扫描缺陷位置。

明显地，本发明所述半导体缺陷定位的方法通过图像边缘反差化工艺对斑点图像11和工作台视窗图像15进行匹配，协助所述扫描电子显微镜准确定位所述半导体缺陷10，而无需人工手动调整偏差，便可准确、快捷的定位缺陷位置16。另一方面，本发明所述半导体缺陷定位的方法避免人工检测中因经验缺乏、缺陷不易被察觉、偏差值过大等因素造成的真实缺陷未能被目检的后果，提高产品良率和稳定性，降低人力成本。

综上所述，本发明所述半导体缺陷定位的方法通过对斑点图像和工作台视窗图像进行匹配，协助所述扫描电子显微镜准确定位所述半导体缺陷，而无需人工手动调整偏差，便可准确、快捷的定位缺陷位置。另一方面，本发明所述半导体缺陷定位的方法避免人工检测中因经验缺乏、缺陷不易被察觉、偏差值过大等因素造成的真实缺陷未能被目检的后果，提高产品良率和稳定性，降低人力成本。

本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (5)

1.一种半导体缺陷定位的方法，其特征在于，所述方法包括：

执行步骤S1：由扫描机台获得半导体缺陷的斑点图像，所述半导体缺陷的斑点图像具有所述半导体之前层结构的图像信息，所述前层结构系通过半导体工艺先于所述半导体缺陷所在膜层制备；

执行步骤S2：将所述半导体缺陷的斑点图像导入一工作台视窗系统，并由所述工作台视窗系统呈现出邻近结构性光罩的叠加图，以形成所述工作台视窗图像；

执行步骤S3：通过图像边缘反差化工艺对所述半导体缺陷的斑点图像和所述工作台视窗图像进行处理，以获得边缘反差化斑点图像和边缘反差化工作台视窗图像；

执行步骤S4：将所述边缘反差化斑点图像和所述边缘反差化工作台视窗图像进行匹配，找出缺陷位置和缺陷位置所在膜层的周边结构样貌；

执行步骤S5：通过所述工作台视窗系统将所述前层结构过滤，所述边缘反差化斑点图像仅保留半导体缺陷位置所在膜层的结构，并将所述缺陷位置所在膜层的周边结构样貌之信息导入扫描电子显微镜；

执行步骤S6：扫描电子显微镜将其拍摄的半导体缺陷图像和通过所述导入的周边结构样貌之信息进行匹配，获得匹配系数最高的条件点，并将所述条件点所对应的位置定义为扫描缺陷位置；

执行步骤S7：重复步骤S1～S6，进一步获得多个不同扫描缺陷位置，并定义最终扫描缺陷位置。

2.如权利要求1所述的半导体缺陷定位的方法，其特征在于，所述结构性光罩为改变半导体结构的光罩中的其中之一。

3.如权利要求2所述的半导体缺陷定位的方法，其特征在于，所述结构性光罩为刻蚀层光罩。

4.如权利要求1所述的半导体缺陷定位的方法，其特征在于，所述匹配和匹配系数为将扫描电子显微镜拍摄的半导体缺陷图像和通过所述导入的周边结构样貌之信息进行形貌拟合，其拟合程度用匹配度表示，如拟合程度越高，则匹配系数越高；反之亦然。

5.如权利要求1所述的半导体缺陷定位的方法，其特征在于，所述图像边缘反差化工艺进一步包括，

从一色阶图获得一色阶值图，所述色阶值图包括相邻的9个单元像素；

根据各单元像素的色阶值进行比较，若一中心像素与相邻各单元像素之间的色阶值大于50，则所述中心像素呈黑色显示；若所述中心像素与相邻各单元像素之间的色阶值小于50，则所述中心像素呈白色显示。